利用原子力显微镜进行力谱测量时，将针尖相对样品在垂直方向来回移动，系统记录在针尖逼近基底和从基底回退的提拉过程中，微悬臂弯曲方向和弯曲程度的变化，再将这一变化转化为力值（，为针尖弹性常数，为微悬臂的弯曲程度），得到力随针尖和样品间距离变化的曲线即力-距离曲线或力曲线。如图所示是在活细胞表面测得的典型的力-距离曲线。力曲线包括了样品黏附力、弹性模量、形变等大量信息。

利用原子力显微镜单分子力谱技术，不仅可研究生物大分子（如蛋白质、DNA等）折叠/去折叠过程、细胞膜上抗体-抗原和配体-受体相互作用，还可以用于研究药物或微环境对细胞机械性质的调控等。

原子力显微镜在活细胞表面测得的典型的力-距离曲线